河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（1）

考试方式：闭 卷 复查总分 总复查人

一、改错题：（每题2分，共20分）

1、当机构自由度F大于原动件数目时，机构具有确定的相对运动。

2、当对构件数较少的机构作速度、加速度分析时，可以采用瞬心法。

3、已知机构中某一构件上两点速度的大小与方向，我们可以方便地用速度影像法求出另一构件上某点速度的大小与方向。

4、对于周期性速度波动，速度不均匀系数。

5、在机械调速中，为了使飞轮质量尽量减小，应将飞轮装在低速轴上。

6、凸轮的基圆半径是指实际轮廓曲线的最小向径。

7、凸轮机构中的直动从动件按等速运动规律运动时，会产生柔性冲击。

8、渐开线标准齿轮尺寸越小，越容易发生根切。

9、一对渐开线直齿轮啮合传动，当模数增大，齿数增多时，重合度亦增大。

10、定轴轮系中的过轮不仅影响末轮的转速大小，也影响其转向。

三、计算题：（每题10分，共50分）

1、计算图示机构的自由度。（如有复合铰链，局部自由度，虚约束，应在题图上标出）（10分）

2、在图所示机构中，已知原动件1以匀角速度ω1沿逆时针方向转动，试确定：

(1) 机构的全部瞬心；

（2）构件3的速度v3 (需写出表达式)。（10分）

3、在图示铰链四杆机构中，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架。若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值。（10分）

4、已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动的模数m=5mm、压力角α=20°、中心距a=350、传动比i12=9/5，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。（10分）

5、有一轮系如图所示，Z1=17，Z2=23，Z2′=20，Z3=60，Z3′=20，Z4=40，构件H的转速nH=200r/min，转向如图，求轮4转速n4的大小和方向。（10分）

机械原理试卷（1）答案及评分标准

一、 改错题：（每题2分，共20分）

1. 当机构自由度F大于原动件数目时，机构具有确定的相对运动。

等于

2.当对构件数较少的机构作速度、加速度分析时，可以采用瞬心法。

不能用于加速度分析

3.已知机构中某一构件上两点速度的大小与方向，我们可以方便地用速度影像法求出另一构件上某点速度的大小与方向。

同一构件上

4.对于周期性速度波动，速度不均匀系数

δ=（ωmax-ωmin）/ωm

5.在机械调速中，为了使飞轮质量尽量减小，应将飞轮装在低速轴上。

高速轴

6.凸轮的基圆半径是指实际轮廓曲线的最小向径。

理论轮廓曲线

7.凸轮机构中的直动从动件按等速运动规律运动时，会产生柔性冲击。

刚性冲击

8.渐开线标准齿轮尺寸越小，越容易发生根切。

齿数

9. 一对渐开线直齿轮啮合传动，当模数增大，齿数增多时，重合度亦增大。

与模数无关

10. 定轴轮系中的过轮不仅影响末轮的转速大小，也影响其转向。

不能影响末轮的转速大小

（5分）

三、 计算题：（每题10分，共50分）

1.计算图示机构的自由度。（如有复合铰链，局部自由度，虚约束，应在题图上标出）（10分）

解：n = 6 PL = 8 Ph = 1 （2分）

F = 3×6-2×8-1 = 1 （5分）

1个局部自由度，1个虚约束 （3分）

2.在图所示机构中，已知原动件1以匀角速度ω1沿逆时针方向转动，试确定：

(1) 机构的全部瞬心；

（2）构件3的速度v3 (需写出表达式)。 （10分）

解：如图所示机构的全部瞬心 （6分）

v3 =ω1 AP13 （4分）

3.在图示铰链四杆机构中，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架。若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值。（10分）

解：(1)AB为最长杆 50≤LAB≤55

(2)BC为最长杆 LAB≥45 （6分）

∴ 45≤LAB≤50 ∴ LAbmin = 45mm （4分）

4.已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动的模数m=5mm、压力角α=20°、中心距a=350、传动比i12=9/5，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。（10分）

解： Z1=50 Z2=90 （2分）

d1=250 d2=450 （2分）

da1=260 da2=460 （2分）

db1=234.92 db2=422.86 （2分）

s=e=7.85 （2分）

5.有一轮系如图所示，Z1=17，Z2=23，Z2′=20，Z3=60，Z3′=20，Z4=40，构件H的转速nH=200r/min，转向如图，求轮4转速n4的大小和方向。（10分）

解： 1-2-2′-3-H组成周转轮系 3′-4组成定轴轮系

i13H = (n1-nH)/(n3-nH) = -(z2×z3/z1×z2′) （4分）

n1 = 0

i43′ = n4/n3 = -z3′/z4 （2分）

∴ n4 = -124.6 r/min

n4 与 nH 相反 （4分）

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（2）

一、单项选择题：（每小题1分，共10分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代码填在题干后面的括号内，不选，错选或多选者，该题无分。

1、平面运动副中，一个高副引入________个约束。（ ）

A、一个 B、两个 C、三个 D、四个

2、K个构件在同一处用铰链相联接，可形成________转动副。（ ）

A、K个 B、K＋1个 C、K－1个 D、1个

3、机构处于死点位置时，其（ ）

A、传动角γ＝0 B、γmin＝[γ] C、压力角α＝0 D、αmax>=[α]

4、渐开线上任一点的法线都切于（ ）

A、齿根圆 B、节圆 C、分度圆 D、基圆

5、齿数为Z，分度圆柱螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮其当量齿数为（ ）

A、ZV=Z/sin3β B、ZV=Z/sinβ C、ZV=Z/COS3β D、ZV=Z/COSβ

6、两构件在多处相配合构成转动副，相对转动的轴线成_______时，将引入虚约束。（ ）

A、平行 B、一直线 C、交叉 D、直角

7、曲柄摇杆机构最小传动角一般出现在_______共线的位置处。（ ）

A、曲柄与连杆 B、连杆与摇杆 C、摇杆与机架 D、曲柄与机架

8、一对非正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，可以看作是它们的_______相切作纯滚动。（ ）

A、基圆 B、节圆 C、分度圆 D、齿顶圆

9、斜齿圆柱齿轮的螺旋角β偏大，会使（ ）

A、轴向力过大 B、传动不平稳 C、承载能力下降 D、抗弯能力下降

10、周转轮系中，差动轮系的自由度为（ ）

A、1 B、2 C、0 D、3

二、填空题：（每空1分，共20分）

1、机械是______________和______________的总称。

2、构件是______________的单元，零件是______________的单元。

3、机构中的构件可分为_________、 _________、 _________。

4、两构件通过______接触构成的运动副称为低副，按相对运动的不同形式，低副又可进一步分为_______副和______副。

5、机械运转的三个阶段包括_________ 、 _________ 、 _________ 。

6、铰链四杆机构共有三种基本形式，分别是_________机构，_________机构和__________机构。

7、连杆机构有无急回运动，取决于是否存在________角，该值越大，急回特性越明显。

8、机械传动中，传动角越_____，机构的传动性能越好。

9、渐开线齿轮齿廓的形状完全取决于_________的大小。

10、曲柄滑块机构中，当滑块为固定件时，得到_________机构

11、常用的齿轮加工方法有成形法和_______。

12、负变位齿轮的齿厚与标准齿轮的齿厚的大小关系是： ___________________________。

四、计算分析题（每题10分，共50分）

1、计算图示机构的自由度，并指出其中的局部自由度，复合铰链和虚约束，判断该机构是否具有确定运动。（如有复合铰链，局部自由度，虚约束，应标出）

2、在如图（a）所示的机构中，已知lAE=70mm，lAB=40mm，lEF=60mm，lDE=35mm，lCD=75mm，lBC=60mm，原动件以等角速度ω1＝10rad/s回转，试以图解法求机构在φ1=500位置时，点C的速度vc和加速度ac，（不需作图，只写出求解步骤即可）

3、在图示铰链四杆机构中，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架。若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值。（10分）

4、一正常齿标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心矩a＝152mm，小齿轮齿数Z1＝19，传动比i＝3，求两齿轮的模数、分度圆直径和两齿轮齿顶圆直径da1、da2。

5、如图所示的电动卷扬机减速器中，各轮齿数为Z1＝24，Z2＝52，Z2’＝21，Z3＝78，Z3’＝18，Z4＝30，Z5＝78，求i1H

一、选择题单项选择题：（每小题1分，共10分）

1－5 ACADC 6－10 BDBAB

二、填空题（每空1分，共20分）

1、机器、机构 2、运动、制造 3、原动件、从动件、机架4、面，转动，移动

5、起动阶段，稳定运转阶段，停车阶段 6、曲柄摇杆，双曲柄，双摇杆

7、极位夹角 8、大 9、基圆10、定块或导杆11、范成法

12、负变位齿轮的齿厚＝标准齿轮的齿厚－2xmtanα

四、计算分析题（50分）

1、F＝3n－2Pl－Ph＝3×7－2×9－1＝2----------------------7分

C点处是复合铰链 G点是局部自由度 E点是虚约束-----3分

2、 解：速度分析，以F为重合点

VF4= VF5 = VF1+ VF5F1

方向 ⊥EF ⊥AF ∥AF

大小 ? ω1lAF ?

可求VF4即ω4大小与方向----------------------5分

据VC= VB+ VCB= VD+ VCD

方向 ⊥AB ⊥CB ⊥DE ⊥CD

大小 ω1lAB ? ? ω4lDE

可求VC大小与方向,ωCB大小与方向ωCD大小与方向----------------------5分

3、解：(1)AB为最长杆 50≤LAB≤55

(2)BC为最长杆 LAB≥45 （6分）

∴ 45≤LAB≤50 ∴ LABmin = 45mm （4分）

4、解：

Z2/Z1=3 因Z1=19 所以Z2＝57--------------------------2分

a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2=152mm------------------------------2分

d1=mz1=4×19＝76mm d2=mz2=4×57＝228mm-----2分

da1=d1+2ha*m=76+2×1×4＝84mm---------------------------2分

da2=d2+2ha*m=228+2×1×4＝236mm-----------------------2分

5、解：

齿轮1、2－2’、3和行星架H组成一个差动轮系。3’、4、5是一个定轴轮系。

在差动轮系中：iH13=nH1/ nH3=( n1-nH)/ ( n3-nH)

=－z2z3/ z1z2’=－（52×78）/（24×21）①---------4分

在定轴轮系中：i3’5=n3’/n5=－78/18=－13/3②

由②n3＝n3’=－(13/3)n5=－－(13/3)nH代入①--------4分

( n1-nH)/ [－(13/3)nH -nH]=－169/21

得：i1H=43.9---------------------------------------------------2分

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（3

一、填空题：（每题2分，共20分）

1、机构中， 是运动的单元， 是制造的单元。

2、机械具有确定运动的条件为 。

3、速度影像原理和加速度影像原理只能应用于 的各点，而不能应用于 的各点。

4、当机械的效率 0，则表示该机械 。

5、铰链四杆机构中与机架相连的构件称为 ，其中能作整周转动的称为 ；不能作整周转动的称为 。

6、凸轮机构中的直动从动件按等速运动规律运动时，会产生 冲击。

7、滚子推杆盘形凸轮机构中，基圆在 轮廓线上。

8、渐开线的形状取决于 的大小。

9、当用滚刀或铣刀加工斜齿轮时，其 面上的参数为标准值

10、周转轮系中，称为差动轮系的轮系其自由度为 ，称为行星轮系的轮系其自由度为 。

三、计算题：（每题10分，共50分）

1、计算图示机构的自由度。（如有复合铰链，局部自由度，虚约束，应在题图上标出）（10分）

2、在图所示机构中，已知原动件1以匀角速度ω1沿逆时针方向转动，试确定：

(1) 机构的全部瞬心；

(2) 构件3的速度v3 (需写出表达式)。（10分）

3、在图示铰链四杆机构中，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架。若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值。（10分）

4、已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动的模数m=5mm、压力角α=20°、中心距a=350、传动比i12=9/5，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。（10分）

5、有一轮系如图所示，Z1=17，Z2=23，Z2′=20，Z3=60，Z3′=20，Z4=40，构件H的转速nH=200r/min，转向如图，求轮4转速n4的大小和方向。（10分）

机械原理试卷（3）答案及评分标准

一、 填空题：（每题2分，共20分）

1、机构中， 构件 是运动的单元， 零件 是制造的单元。

2、机械具有确定运动的条件为 当机构自由度F等于原动件数目时 。

3、速度影像原理和加速度影像原理只能应用于 同一构件 的各点，而不能应用于 整个机构 的各点。

4、当机械的效率<0，则表示该机械 自锁 。

5、铰链四杆机构中与机架相连的构件称为 连架杆 ，其中能作整周转动的称为 曲柄 ；不能作整周转动的称为 摇杆 。

6、凸轮机构中的直动从动件按等速运动规律运动时，会产生 刚性 冲击。

7、滚子推杆盘形凸轮机构中，基圆在 理论 轮廓线上。

8、渐开线的形状取决于 基圆 的大小。

9、当用滚刀或铣刀加工斜齿轮时，其 法 面上的参数为标准值

10、周转轮系中，称为差动轮系的轮系其自由度为 2 ，称为行星轮系的轮系其自由度为 1 。

三、 计算题：（每题10分，共50分）

1、计算图示机构的自由度。（如有复合铰链，局部自由度，虚约束，应在题图上标出）（10分）

解：n = 6 PL = 8 Ph = 1 （2分）

F = 3×6-2×8-1 = 1 （5分）

1个局部自由度，1个虚约束 （3分）

2、在图所示机构中，已知原动件1以匀角速度ω1沿逆时针方向转动，试确定：

(1) 机构的全部瞬心；

（2）构件3的速度v3 (需写出表达式)。 （10分）

解：如图所示机构的全部瞬心 （6分）

v3 =ω1 AP13 （4分）

3、在图示铰链四杆机构中，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架。若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值。（10分）

解：(1)AB为最长杆 50≤LAB≤55

(2)BC为最长杆 LAB≥45 （6分）

∴ 45≤LAB≤50 ∴ LAbmin = 45mm （4分）

4、已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动的模数m=5mm、压力角α=20°、中心距a=350、传动比i12=9/5，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。（10分）

解： Z1=50 Z2=90 （2分）

d1=250 d2=450 （2分）

da1=260 da2=460 （2分）

db1=234.92 db2=422.86 （2分）

s=e=7.85 （2分）

5、有一轮系如图所示，Z1=17，Z2=23，Z2′=20，Z3=60，Z3′=20，Z4=40，构件H的转速nH=200r/min，转向如图，求轮4转速n4的大小和方向。（10分）

解： 1-2-2′-3-H组成周转轮系 3′-4组成定轴轮系

i13H = (n1-nH)/(n3-nH) = -(z2×z3/z1×z2′) （4分）

n1 = 0

i43′ = n4/n3 = -z3′/z4 （2分）

∴ n4 = -124.6 r/min

n4 与 nH 相反 （4分）

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（4）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、零件是 单元，构件是运动单元。机构则是指具有确定 的构件组合体，其功用在于传递运动和改变运动的形式。

2、铰链四杆机构共有三种基本形式，分别是_____ __ __机构， _____ __ __机构和______ ____机构。

3、齿轮的渐开线形状取决于它的_____ __直径。

4、渐开线起始点A处的曲率半径= 。渐开线上的点K离基圆越远，则K 点处的曲率半径越 。

5、渐开线齿轮实现连续传动时,其重合度ε 1。

6、常用传动角来衡量机构的传动性能，传动角越大，压力角就 ，力的有效分力就越大，机构的传动效率就越高。

7、机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅是机构的 件不同。当从动件与连杆共线为 ；而时原动件与连杆与共线时为 。

8、行程速比系数，当机构存在极位夹角时（），机构便具有 特性。

9、轮系中，惰轮对 并无影响，但却能改变从动轮转动的 。

10、渐开线斜齿圆柱齿轮副正确啮合的条件是，， 。

11、两构件在多处相配合构成转动副，相对转动的轴线成___ ____时，将引入虚约束。

12、周转轮系中，差动轮系的自由度为 。

13、当一对渐开线齿轮制成后，即使二轮的中心距称有改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是

。

二、 单项选择题（每题2分，共20分）

1、有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于（ ）。

A．0 B．1 C．2 D．无法确定

2、渐开线标准直齿圆柱齿轮齿顶圆上的压力角（ ）20º。

Ａ．　大于； Ｂ．　等于； Ｃ．小于 D．不确定

3、两构件作相对运动时，其瞬心是指（ ）。

A．绝对速度等于零的重合点；

B．绝对速度和相对速度都等于零的重合点；

C．绝对速度不一定等于零但绝对速度相等或相对速度等于零的重合点。

4、圆柱斜齿轮的当量齿数( )其实际齿数。

Ａ．大于 Ｂ．等于 Ｃ．小于 D．与齿数有关

5、在曲柄摇杆机构中，当取曲柄为原动件时，( )死点位置。

A．有一个　　B．没有　 C．有两个　 D．有三个

6、渐开线齿轮变位后（ ）。

A．分度圆及分度圆上的齿厚仍不变 B．分度圆及分度圆上的齿厚都改变了

C．分度圆不变但分度圆上的齿厚改变了 D．分度圆改变乐但分度圆上的齿厚不变

7、一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间的相对运动在一般位置时（非节圆处）是（ ）。

A．纯滚动 B．纯滑动 C．滑动兼滚动

8、凸轮机构的从动件运动规律与凸轮的（ ）有关。

A．实际廓线 B．理论廓线 C．表面硬度

9、在变位齿轮传动中，（ ）可以减小齿轮机构的尺寸，但啮合角增大，实际啮合线段减短，使得重合度减小较多。

A．标准齿轮传动 B．等变位传动 C．正传动 D．负传动

10、对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数( )时，机构必有急回特性。

A．K>0　　B．K>1　 C．K<1　 D．K=1

四、 分析计算题（共36分）

1、试计算图示各运动链的自由度数，如存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出，并判定他们能否成为机构（标有箭头的构件为原动件）。（6分）

2、在图示四铰链机构中已知：，，，AD为固定件。

（1）如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求的极限值。（4分）

（2）如果能成为双曲柄机构，求 的取值范围。（3分）

（3）如果能成为双摇杆机构，求的取值范围 。（3分）

3、一正常齿标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心矩a＝152mm，小齿轮齿数Z1＝19，传动比i＝3，求两齿轮的模数、分度圆直径和小齿轮齿顶圆直径da1。（10分）

4、已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。求轮系的传动比i15。（10分）

机械原理试卷（4）答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共20分）

1、 制造，相对运动

2、 曲柄摇杆，双曲柄，双摇杆

3、 基圆

4、 0，大

5、

6、 小

7、 原动，死点，极位

8、 急回

9、 传动比大小，转动方向

10、

11、 一直线

12、 2

13、 基圆半径不变

二、单项选择题（每题2分，共20分）

1、B 2、B 3、 C 4、A 5、B 6、C 7、C 8、B 9、C 10、B

四、设计分析题（共36分）

1、解：

A处为复合铰链（注意小齿轮与机架构成的转动副易被忽略）。（1分）

n ＝ 4，PL = 5，PH = 1 （1分）

F ＝ 3n － 2PL － PH = 3×4－2× 5－1 ＝ 1 （3分）

此运动链有一个原动件，故能成为机构。（1分）

2、解：

（1）若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的条件”，且AB应为最短杆。因此 LBC ＋ LAB ≤ LCD ＋ LAD

50 ＋ LAB ≤ 35 ＋ 30 ∴ LAB ≤ 15mm （4分）

（2）若能成为双曲柄机构，则应满足“ 杆长之和的条件”，且AD必须为最短杆。这时，应考虑下述两种情况：

a. LAB ≤ 50mm时，BC为最长杆，应满足

LBC ＋ LAD ≤ LAB ＋LCD 50 ＋ 30 ≤ LAB ＋ 35

∴ LAB ≥ 45mm 则 45mm ≤ LAB ≤ 50mm

b. LAB ＞ 50mm时，AB为最长杆，应满足

LAB ＋LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ≤ 50 ＋ 35

∴ LAB ≤ 55mm 则 50mm ＜ LAB ≤ 55mm

将两种情况下得出的结果综合起来，即得LAB的取值范围为

45mm ≤ LAB ≤ 55mm （3分）

（3）若能成为双摇杆机构，则应该不满足“杆长之和的条件”这时，需按下述三种情况加以讨论：

a. LAB ＜ 30mrn时，AB为最短杆，BC为最长杆，则应有

LAB ＋ LBC ＞ LCD ＋ LAD LAB ＋ 50 ＞ 35 ＋ 30

∴ LAB ＞ 15mm 15mm ＜ LAB ＜ 30mm （a）

b. 50mm ＞ LAB ≥ 30mm时，AD为最短杆，BC为最长杆，则应有

LAD ＋ LBC ＞ LAB ＋ LCD 30 ＋ 50 ＞ LAB ＋ 35

∴ LAB ＜ 45mm 即 30mm ≤ LAB ＜ 45mm （b）

c. LAB ＞50mm 时AB为最长杆，AD为最短杆，则应有

LAB ＋ LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ＞ 50 ＋ 35

∴ LAB ＞ 55mm

另外，还应考虑到BC与CD杆成延长一直线时，需满足三角形的边长关系（一边小于另两边之和），即

LAB ＜ LBC ＋ LCD ＋ LAD = 50 ＋ 35 ＋ 30

∴ LAB ＜ 115mm

即 55mm ＜ LAB ＜ 115mm （c）

将不等式（a）和（b）加以综合，并考虑到式（c），得出 LAB的取值范围为

15mm ＜ LAB ＜ 45mm

55mm ＜ LAB ＜ 115mm （3分）

3、解：i＝Z2/Z1=3 因Z1=19 所以Z2＝57--------------------------（2分）

a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2=152mm------------------------------（1分）

m=2a/(z1+z2)=2×152/（19+57）＝4-----------------------（2分）

d1=mz1=4×19＝76mm d2=mz2=4×57＝228mm-----（3分）

da=d1+2ha*m=76+2×1×4＝84mm---------------------------（2分）

4、解：齿轮4、5组成定轴轮系；齿轮1、2、3组成周转轮系。

（2分）

（4分）

又，，带入，可得（2分）

（2分）

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（5）

一、填空题（每小题3分，共30分）：

1、机构具有确定运动的条件是：

。

2、在一铰链四杆机构中，共有 个速度瞬心，其中 个是绝对瞬心。

3、机构的压力角是指在不考虑 的条件下，

之间所夹的锐角。

4、蜗杆传动时齿面间相对滑动速度Vs与蜗杆圆周速度V1、蜗轮圆周速度V2的关系为： 。

5、当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任意一点的轨迹称为该圆的 ，这个圆称为 。

6、渐开线齿轮的可分性是指：

。

7、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生 冲击；

如出现加速度不连续，则机构将产生 冲击；

8、完全平衡是 。

9、刚性转子静平衡的力学条件是 。动平衡的力学条件是 。

10、铰链四杆机构行程速度变化系数K与极位夹角θ之间的关系是：

。

三、计算题（50分）

1、画出图示机构的运动简图，并在运动简图上求出其全部速度瞬心。(15分)

2、 计算图中所示机构的自由度(注意：若运动链中存在复合铰链、局部自由度及虚约束的情况，应明确指出)。(10分)

3、 在图中，已知：Z1=20 ，Z2=30 ，Z2’=25，Z3=75，Z4=30，Z5=25，。求轮系的传动比i15， 并标出n5的旋转方向。(10分)

4、在如图所示的凸轮机构中：

(1) 在图上绘出凸轮的理论廓线和基圆，并求出基圆半径；

(2) 绘出图示位置时机构的压力角α；

(3) 凸轮从图示位置转过900时，从动件的位移；

(注：图中单位为mm) (15分)

机械原理试卷（5）答案及评分标准

1、填空题（每小题3分，共30分）：

(1)、机构具有确定运动的条件是： 机构的自由度F>0，且F等于原动件数 。

(2)、在一铰链四杆机构中，共有 6 个速度瞬心，其中 3 个是绝对瞬心。

(3)、机构的压力角是指在不考虑 摩擦 的条件下， 作用在从动件上的驱动力F 与该力作用点绝对速度Vc 之间所夹的锐角。

(4)、蜗杆传动时齿面间相对滑动速度Vs与蜗杆圆周速度V1、蜗轮圆周速度V2的关系为： 。

(5)、当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任意一点的轨迹称为该圆的 渐开线 ，这个圆称为 渐开线的基圆 。

(6)、渐开线齿轮的可分性是指： 在渐开线齿轮中，即使两轮的中心距稍有改变，其角速比仍保持不变 。

(7)、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生 刚性 冲击；

如出现加速度不连续，则机构将产生 柔性 冲击；

(8)、完全平衡是 使机构的总惯性力为零，为此需使机构的质心恒固定不动 。

(9)、刚性转子静平衡的力学条件是 。动平衡的力学条件是 、 。

(10)、铰链四杆机构行程速度变化系数K与极位夹角θ之间的关系是：

。

三、计算题（共50分）

1、 解：

机械运动简图如下，图示机构即为曲柄滑块机构。（2分）

其速度瞬心如下图，共6个速度瞬心，其中三个绝对瞬心(P14、P24、P34)，

三个相对瞬心(P12、P13、P23)。（6分）

（7分）

2、解：

B处滚子为局部自由度，E、D之一为虚约束，H为复合铰链；（5分）

F=7×3 – 9×2-2×1=1（5分）

3、解：

此轮系为复合轮系，

（2分）

因n3=0（1分）

可得：（2分）

又：（2分）

所以：（2分）

n5的旋转方向与n1的相反。（1分）

4、解：

(1) 凸轮的理论廓线和基圆绘于下图，

基圆半径 rb=75mm（1分）

(2) 如题图所示

连接凸轮中心与滚子中心OO2；（1分）

作O2B垂直于OO2；（1分）

则α=∠BO2C（1分）

（5分）

(3) 在图中，按反转法原理，将OAC绕O点顺时钟方向转900，则A到D点位置，AC与理论廓线交于O3点，设凸轮从图示位置转过900时从动件的位移为S，（1分）

则：S= DO3 - AO2

= DE+EO3 - AO2

= 50+-125

= 39.56 (mm) （5分）

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（6）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、零件是 单元，构件是运动单元。机构则是指具有确定 的构件组合体，其功用在于传递运动和改变运动的形式。

2、铰链四杆机构共有三种基本形式，分别是_____ __ __机构， _____ __ __机构和______ ____机构。

3、齿轮的渐开线形状取决于它的_____ __直径。

4、渐开线起始点A处的曲率半径= 。渐开线上的点K离基圆越远，则K 点处的曲率半径越 。

5、渐开线齿轮实现连续传动时,其重合度ε 1。

6、常用传动角来衡量机构的传动性能，传动角越大，压力角就 ，力的有效分力就越大，机构的传动效率就越高。

7、机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅是机构的 件不同。当从动件与连杆共线为 ；而时原动件与连杆与共线时为 。

8、行程速比系数，当机构存在极位夹角时（），机构便具有 特性。

9、轮系中，惰轮对 并无影响，但却能改变从动轮转动的 。

10、渐开线斜齿圆柱齿轮副正确啮合的条件是，， 。

11、两构件在多处相配合构成转动副，相对转动的轴线成___ ____时，将引入虚约束。

12、周转轮系中，差动轮系的自由度为 。

13、当一对渐开线齿轮制成后，即使二轮的中心距称有改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是

。

二、 单项选择题（每题2分，共20分）

1、有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于（ ）。

A．0 B．1 C．2 D．无法确定

2、渐开线标准直齿圆柱齿轮齿顶圆上的压力角（ ）20º。

Ａ．　大于； Ｂ．　等于； Ｃ．小于 D．不确定

3、两构件作相对运动时，其瞬心是指（ ）。

A．绝对速度等于零的重合点；

B．绝对速度和相对速度都等于零的重合点；

C．绝对速度不一定等于零但绝对速度相等或相对速度等于零的重合点。

4、圆柱斜齿轮的当量齿数( )其实际齿数。

Ａ．大于 Ｂ．等于 Ｃ．小于 D．与齿数有关

5、在曲柄摇杆机构中，当取曲柄为原动件时，( )死点位置。

A．有一个　　B．没有　 C．有两个　 D．有三个

6、渐开线齿轮变位后（ ）。

A．分度圆及分度圆上的齿厚仍不变 B．分度圆及分度圆上的齿厚都改变了

C．分度圆不变但分度圆上的齿厚改变了 D．分度圆改变乐但分度圆上的齿厚不变

7、一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间的相对运动在一般位置时（非节圆处）是（ ）。

A．纯滚动 B．纯滑动 C．滑动兼滚动

8、凸轮机构的从动件运动规律与凸轮的（ ）有关。

A．实际廓线 B．理论廓线 C．表面硬度

9、在变位齿轮传动中，（ ）可以减小齿轮机构的尺寸，但啮合角增大，实际啮合线段减短，使得重合度减小较多。

A．标准齿轮传动 B．等变位传动 C．正传动 D．负传动

10、对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数( )时，机构必有急回特性。

A．K>0　　B．K>1　 C．K<1　 D．K=1

四、 分析计算题（共36分）

1、试计算图示各运动链的自由度数，如存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出，并判定他们能否成为机构（标有箭头的构件为原动件）。（6分）

2、在图示四铰链机构中已知：，，，AD为固定件。

（1）如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求的极限值。（4分）

（2）如果能成为双曲柄机构，求 的取值范围。（3分）

（3）如果能成为双摇杆机构，求的取值范围 。（3分）

3、一正常齿标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心矩a＝152mm，小齿轮齿数Z1＝19，传动比i＝3，求两齿轮的模数、分度圆直径和小齿轮齿顶圆直径da1。（10分）

4、已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。求轮系的传动比i15。（10分）

机械原理试卷（6）答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共20分）

14、 制造，相对运动

15、 曲柄摇杆，双曲柄，双摇杆

16、 基圆

17、 0，大

18、

19、 小

20、 原动，死点，极位

21、 急回

22、 传动比大小，转动方向

23、

24、 一直线

25、 2

26、 基圆半径不变

二、单项选择题（每题2分，共20分）

1、B 2、B 3、 C 4、A 5、B 6、C 7、C 8、B 9、C 10、B

四、设计分析题（共36分）

1、解：

A处为复合铰链（注意小齿轮与机架构成的转动副易被忽略）。（1分）

n ＝ 4，PL = 5，PH = 1 （1分）

F ＝ 3n － 2PL － PH = 3×4－2× 5－1 ＝ 1 （3分）

此运动链有一个原动件，故能成为机构。（1分）

2、解：

（1）若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的条件”，且AB应为最短杆。因此 LBC ＋ LAB ≤ LCD ＋ LAD

50 ＋ LAB ≤ 35 ＋ 30 ∴ LAB ≤ 15mm （4分）

（2）若能成为双曲柄机构，则应满足“ 杆长之和的条件”，且AD必须为最短杆。这时，应考虑下述两种情况：

a. LAB ≤ 50mm时，BC为最长杆，应满足

LBC ＋ LAD ≤ LAB ＋LCD 50 ＋ 30 ≤ LAB ＋ 35

∴ LAB ≥ 45mm 则 45mm ≤ LAB ≤ 50mm

b. LAB ＞ 50mm时，AB为最长杆，应满足

LAB ＋LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ≤ 50 ＋ 35

∴ LAB ≤ 55mm 则 50mm ＜ LAB ≤ 55mm

将两种情况下得出的结果综合起来，即得LAB的取值范围为

45mm ≤ LAB ≤ 55mm （3分）

（3）若能成为双摇杆机构，则应该不满足“杆长之和的条件”这时，需按下述三种情况加以讨论：

a. LAB ＜ 30mrn时，AB为最短杆，BC为最长杆，则应有

LAB ＋ LBC ＞ LCD ＋ LAD LAB ＋ 50 ＞ 35 ＋ 30

∴ LAB ＞ 15mm 15mm ＜ LAB ＜ 30mm （a）

b. 50mm ＞ LAB ≥ 30mm时，AD为最短杆，BC为最长杆，则应有

LAD ＋ LBC ＞ LAB ＋ LCD 30 ＋ 50 ＞ LAB ＋ 35

∴ LAB ＜ 45mm 即 30mm ≤ LAB ＜ 45mm （b）

c. LAB ＞50mm 时AB为最长杆，AD为最短杆，则应有

LAB ＋ LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ＞ 50 ＋ 35

∴ LAB ＞ 55mm

另外，还应考虑到BC与CD杆成延长一直线时，需满足三角形的边长关系（一边小于另两边之和），即

LAB ＜ LBC ＋ LCD ＋ LAD = 50 ＋ 35 ＋ 30

∴ LAB ＜ 115mm

即 55mm ＜ LAB ＜ 115mm （c）

将不等式（a）和（b）加以综合，并考虑到式（c），得出 LAB的取值范围为

15mm ＜ LAB ＜ 45mm

55mm ＜ LAB ＜ 115mm （3分）

3、解：i＝Z2/Z1=3 因Z1=19 所以Z2＝57--------------------------（2分）

a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2=152mm------------------------------（1分）

m=2a/(z1+z2)=2×152/（19+57）＝4-----------------------（2分）

d1=mz1=4×19＝76mm d2=mz2=4×57＝228mm-----（3分）

da=d1+2ha*m=76+2×1×4＝84mm---------------------------（2分）

4、解：齿轮4、5组成定轴轮系；齿轮1、2、3组成周转轮系。

（2分）

（4分）

又，，带入，可得（2分）

（2分）

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（7）

一、填空题（每小题2分，共20分）

1、在平面机构运动分析中，三心定理是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

2、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生 　 冲击；如出现加速度不连续，则机构将产生 　　　 冲击；

3、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知两轮中心距等于a，传动比等于i12，则齿轮1的节圆半径等于 　　　　 。

4、直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算是以　　　　　　　　为准，其当量齿数的计算公式为　　　　　　　　　。

5、齿轮分度圆是指　　　　　　　　　　　　　　　 的圆，节圆是指　　　　　 　　

　　 　的圆。

6、基本杆组的自由度应为　　　　　　　　。

7、一对渐开线齿轮正确啮合的条件是_____________________相等，亦即两齿轮的____________和_____________分别相等。

8、渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指 不受中心距变化的影响。

9、周转轮系根据自由度不同可分为 　　　　 和 　　　　 ，其自由度分别为

　　　 和 　　　 。

10、直动从动件盘形凸轮机构从动件是等速运动时将产生　　　　　冲击，故适用于 　

　　　　 场合。

三、计算题（共50分）

1、一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，m=2mm， Z1=20，Z2＝30。

（1）分别计算出这两个齿轮的分度圆直径，分度圆齿厚，基圆直径，齿顶圆直径，中心距。

（2）按1：1的比例作图标明理论啮合线和实际啮合线，并计算（不允许从图上量取）出理论啮合线和实际啮合线长度。

（3）计算这对齿轮传动的重合度。(15分)

2、已知轮系主动轮转向如图所示，齿轮均为标准齿轮，标准安装，Z1＝2，Z2＝40，Z2’＝24，Z3＝48，Z4＝120，Z5＝18，Z6＝36，求传动比i16，并标出轮2、5、6的转向。(13分)

3、一机器作稳定运转，其中一个运动循环中的等效驱动力矩 和等效阻力矩 的变化如图所示。机器的等效转动惯量J＝1 ，在运动循环开始时，等效构件的角速度 ，求

（1）等效构件的最大角速度 和最小角速度

（2）机器运转速度不均匀系数 。(12分)

4、图示为一钢制圆盘，盘厚H＝30mm，位置Ⅰ处钻有一直径d=50mm的通孔，位置Ⅱ处有一质量为m2＝0.2公斤的附加重块，为使圆盘平衡，拟在圆盘r=200mm的圆周上增加一重块，试求此重块的重量和位置。（钢的密度ρ＝7.8g/cm3）(10分)

机械原理试卷（7）答案及评分标准

一、填空题（每小题2分，共20分）：

1、在平面机构运动分析中，三心定理是：　三个作平面平行运动的构件共有三个速度瞬心，并且这三个瞬心必在同一条直线上　　　　。

2、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生 刚性 冲击；如出现加速度不连续，则机构将产生 柔性 冲击；

3、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知两轮中心距等于a，传动比等于i12，则齿轮1的节圆半径等于 　 。

4、直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算是以　　大端　　　　为准，其当量齿数的计算公式为　　Zv=Z/cosδ　　　　。

5、齿轮分度圆是指＿＿具有标准模数和标准压力角＿＿＿的圆，节圆是指＿＿齿轮传动过程中作纯滚动圆。

6、基本杆 组 的 自 由 度 应 为　　0　　　　　。

7、一对渐开线齿轮正确啮合的条件是_____基圆齿距________相等，亦即两齿轮的___模数__和___压力角_______分别相等

8、渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指 ＿＿传动比＿＿＿不受中心距变化的影响。

9、周转轮系根据自由度不同可分为 差动轮系 和 行星轮系 ，其自由度分别为 　2　　 和 　1 　 。

10、直动从动件盘形凸轮机构从动件是等速运动时将产生　刚性　　冲击，故适用于 低速运动 场合。

三、计算题（共50分）

1、解：

（1）分度圆直径：d1=mZ1=40mm、d2= mZ2=60mm（1分）

　　分度圆齿厚：s1＝0.5πm＝3.14mm、s2＝0.5πm＝3.14mm（1分）

基圆直径：db1= d1cosα=37.59mm、db2= d2cosα=56.38mm（1分）

齿顶圆直径：da1=d1+2ha=44mm、da2=d2+2ha=64mm（1分）

　　中心距：a=0.5(d1+d2)=50mm（1分）

(2)如图所示：

按中心距及基圆和齿顶圆大小作图，

其中N1N2为两基圆的内公切线

B1、B2分别为两齿顶圆与内公切线的交点。C为节点。（1分）

则N1N2为理论啮合线；

B1B2为实际啮合线。（1分）

其中：

，（1分）

（1分）

所以：（1分）

（3）（2分）

重合度：（3分）

2、解：

Z1、Z2组成定轴轮系；

Z2、Z3、Z4及Z5（H）组成周转轮系；

Z5、Z6组成定轴轮系

　　蜗杆左旋，蜗轮2转向箭头向上。（2分）

（2分）

　轮5转向箭头向上（2分）

　轮6转向箭头向左（2分）

　　因此　（5分）

3、解：

（1）　　　　（1分）

　　　（1分）

所以：（1分）

等效构件在各位置角时的动能：

时，　（1分）

　时，　（1分）

时，　（1分）

时，　（1分）

　　因此，等效构件在转角为时，能量最大，此时；而在时，能量最小。此时；（1分）

　　（1分）

　　　　（1分）

（2）（1分）

　　（1分）

4、解：

此题的要点为在圆盘钻孔后此处重量减少，相当于在其相反方向增加了同样的重量。

在Ⅰ处钻孔后失去的重量为：（1分）

其质径积的大小，方向与OⅠ相反。（1分）

在Ⅱ附加质量所产生的质径积的大小，方向与OⅡ相同。

因此，由平衡原理，在r＝200mm处所附加的平衡质径积mr的计算为

　　（1分）

（1分）

因此、　（1分）

与X轴正方向的夹角（1分）

与Y轴正方向的夹角（2分）

所增加的质量　　　m＝0.263kg（2分）

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（8）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、零件是 单元，构件是运动单元。机构则是指具有确定 的构件组合体，其功用在于传递运动和改变运动的形式。而机器是由机构组成的，用来完成有用的 或用来转变 。通常将机构与机器统称为 。

2、当两构件的相对速度为 ，牵连运动为 时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为 ，方向与 的方向一致。

3、齿轮的渐开线形状取决于它的_____ __直径。

4、渐开线起始点A处的曲率半径= 。渐开线上的点K离基圆越远，则K 点处的曲率半径越 。

5、对于移动副，当驱动力作用在移动副的摩擦角之内时，将发生自锁；对于转动副，当驱动力为单一力，并作用咱摩擦圆之内时，将发生自锁；对于螺旋副，当螺纹导程角 （当量摩擦角）将发生自锁。

6、常用传动角来衡量机构的传动性能，传动角越大，压力角就 ，力的有效分力就越大，机构的传动效率就越高。

7、机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅是机构的原动件不同。当从动件与连杆共线为 ；而时原动件与连杆与共线时为 。

8、行程速比系数，当机构存在极位夹角时（），机构便具有 特性。

9、轮系中，惰轮对 并无影响，但却能改变从动轮转动的 。

10、渐开线斜齿圆柱齿轮副正确啮合的条件是，， 。

二、 单项选择题（每题2分，共10分）

1、两构件作相对运动时，其瞬心是指（ ）。

A．绝对速度等于零的重合点；

B．绝对速度和相对速度都等于零的重合点；

C．绝对速度不一定等于零但绝对速度相等或相对速度等于零的重合点。

2、在图示连杆机构中，连杆2的运动是（ ）。

A．平动 B．瞬时平动

C．瞬时绕B轴转动　 D．一般平面复合运动

3、渐开线齿轮变位后（ ）。

A．分度圆及分度圆上的齿厚仍不变 B．分度圆及分度圆上的齿厚都改变了

C．分度圆不变但分度圆上的齿厚改变了 D．分度圆改变乐但分度圆上的齿厚不变

4、斜齿圆柱齿轮当量齿数的计算公式为（ ）。

A． B． C． D．

5、平面连杆机构的行程速比系数值的可能取值范围是（ ）。

A． B． C． A．

三、是非题（判断下列各题的论述是否正确，正确的在题后的括号内打“√”，错误的打“╳”。）（每题2分，共10分）

1、图示轴颈1与轴承2组成转动副，细实线的圆为摩擦圆，运动着的轴颈1受着外力(驱动力) Q的作用，则轴颈1作加速运动。 （ ）

2、凸轮机构中，在满足压力角小于许用压力角的条件下，尽量使基圆半径大些。 （ ）

3、渐开线上任意点的法线恒与基圆相切。 （ ）

4、当一对标准齿轮按非标准中心距安装时（即），若，则两节圆分别大于两分度圆，其啮合角大于分度圆压力角。

（ ）

5、运动链是若干个构件用运动副联接组成的系统，分为开式链和闭式链。 （ ）

五、 分析计算题（共40分）

1、试计算图示各运动链的自由度数，如存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出，并判定他们能否成为机构（标有箭头的构件为原动件）。（8分）

2、在图示四铰链机构中已知：，，，AD为固定件。

（1）如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求的极限值。（4分）

（2）如果能成为双曲柄机构，求 的取值范围。（4分）

（3）如果能成为双摇杆机构，求的取值范围 。（4分）

3、已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，其参数为 = 5 mm， = 1， = 0.25， = 200， = 10， = 20， = 0.4249， = 0；

（1）用计算法判断加工小齿轮时是否会产生根切；（4分）

（2）计算两齿轮的基圆半径、，齿顶圆半径、和基节。 （6分）

4、如图行星传动，已知，，，，，设中心轮固定，当，试求和。（10分）

机械原理试卷（8）答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共20分）

27、 制造，相对运动，机械功，能量，机械

28、 平动，转动，，相对速度顺牵连角速度方向转

29、 基圆直径

30、 0，大

31、

32、 小

33、 死点，极位

34、 急回

35、 传动比大小，转动方向

36、

二、单项选择题（每题2分，共10分）

1、 C 2、A 3、C 4、D 5、C

三、判断题（每题2分，共10分）

1、× 2、× 3、√ 4、√ 5、√

五、设计分析题（共40分）

1、解：

（1）A处为复合铰链。（1分）

n ＝ 10，PL ＝ 14

F = 3n－2PL ＝ 3×l0－2×14 ＝ 2 （4分）

此运动链有两个自由度，但只有一个原动件，运动链的运动不能确定，故不能成为机构。欲使其成为机构，需再增加一个原动件（如杆AK）。（3分）

2、解：

（1）若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的条件”，且AB应为最短杆。因此 LBC ＋ LAB ≤ LCD ＋ LAD

50 ＋ LAB ≤ 35 ＋ 30 ∴ LAB ≤ 15mm （4分）

（2）若能成为双曲柄机构，则应满足“ 杆长之和的条件”，且AD必须为最短杆。这时，应考虑下述两种情况：

a. LAB ≤ 50mm时，BC为最长杆，应满足

LBC ＋ LAD ≤ LAB ＋LCD 50 ＋ 30 ≤ LAB ＋ 35

∴ LAB ≥ 45mm 则 45mm ≤ LAB ≤ 50mm

b. LAB ＞ 50mm时，AB为最长杆，应满足

LAB ＋LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ≤ 50 ＋ 35

∴ LAB ≤ 55mm 则 50mm ＜ LAB ≤ 55mm

将两种情况下得出的结果综合起来，即得LAB的取值范围为

45mm ≤ LAB ≤ 55mm （4分）

（3）若能成为双摇杆机构，则应该不满足“杆长之和的条件”这时，需按下述三种情况加以讨论：

a. LAB ＜ 30mrn时，AB为最短杆，BC为最长杆，则应有

LAB ＋ LBC ＞ LCD ＋ LAD LAB ＋ 50 ＞ 35 ＋ 30

∴ LAB ＞ 15mm 15mm ＜ LAB ＜ 30mm （a）

b. 50mm ＞ LAB ≥ 30mm时，AD为最短杆，BC为最长杆，则应有

LAD ＋ LBC ＞ LAB ＋ LCD 30 ＋ 50 ＞ LAB ＋ 35

∴ LAB ＜ 45mm 即 30mm ≤ LAB ＜ 45mm （b）

c. LAB ＞50mm 时AB为最长杆，AD为最短杆，则应有

LAB ＋ LAD ＞ LBC ＋ LCD LAB ＋ 30 ＞ 50 ＋ 35

∴ LAB ＞ 55mm

另外，还应考虑到BC与CD杆成延长一直线时，需满足三角形的边长关系（一边小于另两边之和），即

LAB ＜ LBC ＋ LCD ＋ LAD = 50 ＋ 35 ＋ 30

∴ LAB ＜ 115mm

即 55mm ＜ LAB ＜ 115mm （c）

将不等式（a）和（b）加以综合，并考虑到式（c），得出 LAB的取值范围为

15mm ＜ LAB ＜ 45mm

55mm ＜ LAB ＜ 115mm （4分）

3、解：（1）∵当 z1 = 10 时，

xmin =（17-z1）/17 =（17 - 10）/17= 0.418 （3分）

由于有 x1 = 0.429 > xmin = 0.418 ∴不会产生根切 。 （1分）

（2）rb1 = r1 cosα = mz1 / 2 cosα = 5×10 / 2 × cos200 = 23.49 mm （1分）

rb2 = r2 cosα = mz2 / 2 cosα = 5×20 / 2 × cos200 = 46.98 mm （1分）

ra1 = m (z1 / 2 + h*a + x1 )= 5×（10 / 2 + 1 + 0.4249）= 32.12 mm （1分）

ra2 = m (z2 / 2 + h*a + x2 ）= 5×（20 / 2 + 1 + 0） = 55 mm （1分）

pb = pcosα = πm cosα = 5×π ×cos200 = 14.76 mm（2分）

4、解：由中心轮固定，有

（1分）

（1分）

行星架的转速：

（1分）

式中 （1分）

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

行星轮的绝对转速：

（1分）

因而，行星轮相对于行星架的转速为

（1分）

河南理工大学 200 ～ 200 学年第 一 学期

《机械原理》试卷（9）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、零件是 单元，构件是运动单元。机构则是指具有确定 的构件组合体，其功用在于传递运动和改变运动的形式。而机器是由机构组成的，用来完成有用的 或用来转变 。通常将机构与机器统称为 。

2、当两构件的相对速度为 ，牵连运动为 时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为 ，方向与 的方向一致。

3、齿轮的渐开线形状取决于它的_____ __直径。

4、渐开线起始点A处的曲率半径= 。渐开线上的点K离基圆越远，则K 点处的曲率半径越 。

5、对于移动副，当驱动力作用在移动副的摩擦角之内时，将发生自锁；对于转动副，当驱动力为单一力，并作用咱摩擦圆之内时，将发生自锁；对于螺旋副，当螺纹导程角 （当量摩擦角）将发生自锁。

6、常用传动角来衡量机构的传动性能，传动角越大，压力角就 ，力的有效分力就越大，机构的传动效率就越高。

7、机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅是机构的原动件不同。当从动件与连杆共线为 ；而时原动件与连杆与共线时为 。

8、行程速比系数，当机构存在极位夹角时（），机构便具有 特性。

9、轮系中，惰轮对 并无影响，但却能改变从动轮转动的 。

10、渐开线斜齿圆柱齿轮副正确啮合的条件是，， 。

二、 单项选择题（每题1分，共10分）

1、有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于（ ）。

A．0 B．1 C．2 D．无法确定

2、轴2搁置在V形铁1上，根据它们在图示平面内能实现的相对运动，可判别它们之间组成的运动副是（ ）。

A．转动副 B．移动副

C．纯滚动型平面高副 D．滚动兼滑动型平面高副

3、两构件作相对运动时，其瞬心是指（ ）。

A．绝对速度等于零的重合点；

B．绝对速度和相对速度都等于零的重合点；

C．绝对速度不一定等于零但绝对速度相等或相对速度等于零的重合点。

4、在图示连杆机构中，连杆2的运动是（ ）。

A．平动 B．瞬时平动

C．瞬时绕B轴转动　 D．一般平面复合运动

5、图示槽面接触的移动副，若滑动摩擦系数为，则其当量摩擦系数＝（ ）。

A． B． C． D．

6、渐开线齿轮变位后（ ）。

A．分度圆及分度圆上的齿厚仍不变 B．分度圆及分度圆上的齿厚都改变了

C．分度圆不变但分度圆上的齿厚改变了 D．分度圆改变乐但分度圆上的齿厚不变

7、一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间的相对运动在一般位置时（非节圆处）是（ ）。

A．纯滚动 B．纯滑动 C．滑动兼滚动

8、斜齿圆柱齿轮当量齿数的计算公式为（ ）。

A． B． C． D．

9、在变位齿轮传动中，（ ）可以减小齿轮机构的尺寸，但啮合角增大，实际啮合线段减短，使得重合度减小较多。

A．标准齿轮传动 B．等变位传动 C．正传动 D．负传动

10、平面连杆机构的行程速比系数值的可能取值范围是（ ）。

A． B． C． A．

三、是非题（判断下列各题的论述是否正确，正确的在题后的括号内打“√”，错误的打“╳”。）（每题1分，共10分）

1、图示轴颈1与轴承2组成转动副，细实线的圆为摩擦圆，运动着的轴颈1受着外力(驱动力) Q的作用，则轴颈1作加速运动。 （ ）

2、凸轮机构中，在满足压力角小于许用压力角的条件下，尽量使基圆半径大些。 （ ）

3、渐开线上任意点的法线恒与基圆相切。 （ ）

4、当一对标准齿轮按非标准中心距安装时（即），若，则两节圆分别大于两分度圆，其啮合角大于分度圆压力角。

（ ）

5、利用定轴轮系可以实现运动的合成。 （ ）

6、变位齿轮传动中，等变位齿轮传动的中心距等于标准中心距，啮合角等于分度圆压力角，节圆与分度圆重合，且齿顶高不需要降低。 （ ）

7、运动链是若干个构件用运动副联接组成的系统，分为开式链和闭式链。 （ ）

8、偏距的曲柄滑块机构不具有急回特性。 （ ）

9、在不计摩擦时，凸轮作用在从动件上推力作用线与从动件受力点的绝对速度方向所夹锐角称为压力角。 （ ）

10、周转轮系中自由度为2的轮系称为行星轮系。 （ ）

五、 分析计算题（共36分）

1、试计算图示各运动链的自由度数，如存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出，并判定他们能否成为机构（标有箭头的构件为原动件）。（6分）

2、在图示四铰链机构中已知：，，，AD为固定件。

（1）如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求的极限值。（4分）

（2）如果能成为双曲柄机构，求 的取值范围。（3分）

（3）如果能成为双摇杆机构，求的取值范围 。（3分）

3、已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，其参数为 = 5 mm， = 1， = 0.25， = 200， = 10， = 20， = 0.4249， = 0；

（1）用计算法判断加工小齿轮时是否会产生根切；（4分）

（2）计算两齿轮的基圆半径、，齿顶圆半径、和基节。 （6分）

4、如图行星传动，已知，，，，，设中心轮固定，当，试求和。（10分）